耐紫外線って何？ 現代の科学と教育の問題

UV放射に耐性のあるポリプロピレンをベースにした複合材料が得られました。 ポリプロピレンとそれに基づく複合材料の光分解の程度を評価するために、IR分光法が主なツールでした。 ポリマーが劣化すると壊れる 化学結合そして材料の酸化。 これらのプロセスは、IR スペクトルに反映されます。 また、ポリマーの光分解プロセスの進行は、UV 照射にさらされた表面の構造の変化によって判断できます。 これは、ぬれの接触角の変化に反映されます。 さまざまな UV 吸収剤で安定化されたポリプロピレンを、IR 分光法と接触角測定によって調べました。 ポリマーマトリックスのフィラーとして、窒化ホウ素、多層カーボンナノチューブ、およびカーボンファイバーが使用されました。 ポリプロピレンとそれに基づく複合材料の IR 吸収スペクトルが取得され、分析されています。 得られたデータに基づいて、材料を光分解から保護するために必要な、ポリマーマトリックス中の UV フィルターの濃度が決定されました。 研究の結果、使用されたフィラーが複合材料の表面と結晶構造の劣化を大幅に軽減することがわかりました。

ポリプロピレン

紫外線放射

ナノチューブ

窒化ホウ素

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1.はじめに

ポリプロピレンは、フィルム（特に包装）、容器、パイプ、技術機器の部品の製造、電気絶縁材料、建設など、多くの分野で使用されています。 ただし、紫外線にさらされると、光分解プロセスが進行するため、ポリプロピレンはその性能を失います。 したがって、さまざまな UV 吸収剤 (UV フィルター) を使用して、有機および無機の両方のポリマーを安定化させます: 分散金属、セラミック粒子、カーボン ナノチューブ、およびファイバー。

ポリプロピレンとそれに基づく複合材料の光分解の程度を評価するための主なツールは、IR 分光法です。 ポリマーが分解されると、化学結合が壊れ、材料が酸化されます。 これらのプロセスは、
IRスペクトル。 IR 吸収スペクトルのピークの数と位置によって、物質の性質を判断できます ( 定性分析）、および吸収帯の強度によって - 物質の量について（定量分析）、その結果、材料の劣化の程度を評価します。

また、ポリマーの光分解プロセスの進行は、UV 照射にさらされた表面の構造の変化によって判断できます。 これは、ぬれの接触角の変化に反映されます。

この作業では、さまざまな UV 吸収剤で安定化されたポリプロピレンが、IR 分光法と接触角測定によって研究されました。

2. 材料と実験手法

原材料とフィラーとして使用されたもの：ポリプロピレン、低粘度（TU 214535465768）。 直径３０ｎｍ以下、長さ５ｍｍ以下の多層カーボンナノチューブ； 高弾性炭素繊維、グレード VMN-4。 六方晶窒化ホウ素。

ポリマーマトリックス中のフィラーの質量分率が異なるサンプルは、押出混合によって出発材料から得られました。

フーリエIR分光法は、紫外線の作用下でのポリマー複合材料の分子構造の変化を研究する方法として使用されました。 スペクトルは、ダイヤモンド結晶を使用したフラストレーション全反射 (ATR) Smart iTR メソッドを実装するためのアタッチメントを備えた Thermo Nicolet 380 分光計で記録されました。 調査は 4 cm-1 の解像度で実施され、分析された領域は 4000 ～ 650 cm-1 の範囲でした。 各スペクトルは、分光計ミラーの 32 回のパスを平均することによって得られました。 比較スペクトルは、各サンプルを取得する前に取得されました。

紫外線の作用下での実験用ポリマー複合材料の表面の変化を調べるために、蒸留水での濡れの接触角を決定する方法を使用しました。 接触角の測定は、KRÜSS EasyDrop DSA20 液滴形状分析システムを使用して実行されます。 ヤングラプラス法を使用して、ぬれの接触角を計算しました。 この方法では、液滴の完全な輪郭が推定されます。 この選択では、液滴の輪郭を決定する界面相互作用だけでなく、液体の重量によって液滴が破壊されないという事実も考慮されます。 ヤング ラプラス方程式の選択に成功した後、ぬれ角度は、3 つの相の接触点における接線の勾配として決定されます。

3。結果と考察

3.1. 高分子複合材料の分子構造変化に関する研究結果

フィラーなしのポリプロピレンのスペクトル (図 1) には、このポリマーに特徴的なすべてのラインが含まれています。 まず第一に、これらは官能基CH3とCH2の水素原子の振動線です。 波数 2498 cm-1 と 2866 cm-1 の領域の線は、メチル基 (CH3) の非対称および対称伸縮振動の原因であり、1450 cm-1 と 1375 cm-1 の線は順番に、同じグループの曲げ対称および非対称振動によるものです。 2916 cm-1 と 2837 cm-1 の線は、メチレン基 (CH2) の伸縮振動の線を表します。 波数1116cm-1の縞模様、
998 cm-1、974 cm-1、900 cm-1、841 cm-1、および 809 cm-1 は、通常、規則性バンド、つまりポリマーの規則性領域による線と呼ばれ、結晶性バンドと呼ばれることもあります。 1735 cm-1 の領域に低強度の線が存在することは注目に値します。これは、加圧プロセス中のポリプロピレンのわずかな酸化に関連している可能性がある C=O 結合の振動に起因するはずです。 スペクトルには、二重結合 C=C の形成に関与するバンドも含まれています。
(1650-1600 cm-1) は、サンプルに紫外線を照射した後に生じました。 また、C=O線の最大強度が特徴的なのもこのサンプルです。

図 1. UV 耐性試験後のポリプロピレンの IR スペクトル

窒化ホウ素を充填した複合材料を紫外線にさらすと、さまざまな性質 (アルデヒド、ケトン、エーテル) の C=O 結合 (1735 ～ 1710 cm-1) が形成されます。 純粋なポリプロピレンと、40% および 25% の窒化ホウ素を含むポリプロピレンの UV 照射サンプルのスペクトルには、通常 C=C 二重結合 (1650 ～ 1600 cm-1) の形成に関与するバンドが含まれます。 UV 照射を受けたポリマー複合材料のサンプルでは、​​波数 1300 ～ 900 cm-1 の範囲の規則性 (結晶化度) のバンドが著しく広がり、ポリプロピレンの結晶構造が部分的に劣化していることを示しています。 しかしながら、高分子複合材料への六方晶窒化ホウ素の充填度が増すにつれて、ポリプロピレンの結晶構造の劣化が減少する。 UV 照射はまた、サンプルの表面の親水性の増加をもたらしました。これは、3000 cm-1 の領域のヒドロキソ基の広い線の存在で表されます。

図 2. UV 耐性試験後の 25% (wt.) 六方晶窒化ホウ素を含むポリプロピレンベースのポリマー複合材料の IR スペクトル

炭素繊維とナノチューブの 20% (wt.) 混合物で満たされたポリプロピレンのスペクトルは、テスト前後で実質的に互いに違いはありません。主に、炭素による IR 放射の強い吸収によるスペクトルの歪みが原因です。材料の成分。

得られたデータに基づいて、サンプルにはポリプロピレン、炭素繊維 VMN-4、および カーボンナノチューブ 1730 cm-1 の領域にピークが存在するため、少数の C=O 結合が存在しますが、スペクトルの歪みにより、サンプル内のこれらの結合の数を確実に判断することはできません。

3.2. 高分子複合材料の表面変化に関する研究結果

表 1 は、六方晶窒化ホウ素を充填したポリマー複合材料の実験サンプルの表面の変化を調べた結果を示しています。 結果の分析により、ポリプロピレンに六方晶窒化ホウ素を充填すると、ポリマー複合材料の表面の紫外線に対する耐性が高まると結論付けることができます。 充填度が増加すると、表面の劣化が少なくなり、親水性が増加します。これは、ポリマー複合材料の実験サンプルの分子構造の変化を研究した結果とよく一致しています。

表 1. 紫外線に対する耐性をテストした結果、六方晶窒化ホウ素を充填したポリマー複合材料の表面の接触角を変化させた結果

炭素繊維とナノチューブの混合物を充填したポリマー複合材料の実験サンプルの表面の変化を研究した結果の分析 (表 2) により、ポリプロピレンに炭素材料を充填すると、これらのポリマー複合材料が紫外線に耐性を持つと結論付けることができます。 この事実炭素材料が紫外線を積極的に吸収するという事実によるものです。

表 2. 耐紫外線試験による炭素繊維とナノチューブを充填したポリマー複合材料の表面の接触角の変化の結果

4. 結論

ポリプロピレンをベースにした複合材料の紫外線に対する耐性を調べた結果によると、六方晶窒化ホウ素をポリマーに添加すると、複合材料の表面と結晶構造の劣化が大幅に減少します。 しかし、炭素材料は紫外線放射を積極的に吸収するため、ポリマー、炭素繊維、およびナノチューブに基づく複合材料に紫外線放射に対する高い耐性を提供します。

この作業は、2011 年 7 月 8 日付けの国家契約 No. 16.516.11.6099 の連邦目標プログラム「2007 年から 2013 年までのロシアの科学技術複合体の開発の優先分野における研究開発」の枠組みの中で実施されました。

レビュアー:

Serov GV、技術科学博士、国立科学技術大学「MISiS」、機能性ナノシステムおよび高温材料部門の教授。

Kondakov S. E.、技術科学博士、国立科学技術大学「MISiS」、機能性ナノシステムおよび高温材料部門の上級研究員。

書誌リンク

高分子が活躍 化学物質、どの 近々プラスチック製品の大量消費により、広く普及しています。 毎年、ポリマーの世界生産量は増加しており、それらを使用して製造された材料は、家庭および産業部門で新たな地位を獲得しています。

すべての製品テストは実験室条件で実施されます。 彼らの主な仕事は、要因を決定することです 環境、プラスチック製品に壊滅的な影響を与えます。

ポリマーを破壊する有害因子の主なグループ

負の気候条件に対する特定の製品の耐性は、2 つの主な基準を考慮して決定されます。

• ポリマーの化学組成;
• 外的要因の種類と強さ。

この場合、ポリマー製品への悪影響は、完全な破壊の時間と影響の種類によって決まります。瞬時の完全な破壊または微妙な亀裂や欠陥です。

ポリマーの劣化に影響を与える要因には、次のものがあります。

• 微生物;
• さまざまな程度の強度の熱エネルギー。
• 有害物質を含む産業排出物;
• 高湿度;
• 紫外線;
• X線放射;
• 空気中の酸素とオゾン化合物のパーセンテージの増加。

製品の完全な破壊のプロセスは、いくつかの不利な要因の同時作用によって加速されます。

ポリマーの気候試験を実施する際の特徴の 1 つは、試験の専門知識と、列挙された各現象の影響を個別に調査する必要があることです。 しかし、そのような評価結果は、外部要因とポリマー製品との相互作用の全体像を正確に反映することはできません。 これは、通常の条件下では、材料が複合効果を受けることが最も多いという事実によるものです。 この場合、破壊的な効果が著しく強化されます。

ポリマーに対する紫外線の影響

という誤解がある プラスチック製品太陽光線は特に有害です。 実際、紫外線だけが破壊的な影響を及ぼします。

ポリマーの原子間の結合は、このスペクトルの光線の影響下でのみ破壊できます。 このような悪影響の結果は、視覚的に観察できます。 彼らは表現することができます:

• プラスチック製品の機械的特性と強度の低下;
• 脆弱性の増加;
• 燃え尽き症候群。

実験室では、キセノン ランプがこのようなテストに使用されます。

また、紫外線の照射条件を再現する実験も行い、 高湿度そして温度。

このようなテストは、変更の必要性について結論を出すために必要です。 化学組成物質。 そのため、ポリマー材料が紫外線に耐性を持つようにするために、特別な吸着剤が追加されています。 物質の吸収能力により、保護層が活性化されます。

安定剤を導入することで、原子間結合の安定性と強度を高めることもできます。

微生物の破壊作用

ポリマーは、細菌に対して非常に耐性のある物質です。 ただし、この特性は、高品質のプラスチックで作られた製品にのみ一般的です。

低品質の材料では、表面に蓄積する傾向がある低分子量物質が追加されます。 大きな数そのような成分は、微生物の拡散に寄与します。

次の理由から、破壊的な影響の結果はすぐにわかります。

• 無菌性が失われます。
• 製品の透明度が低下します。
• 脆さが現れる。

減少につながる可能性のある追加要因の中で 性能特性ポリマーの場合、温度と湿度の上昇に注意する必要があります。 それらは、微生物の活発な発達に有利な条件を作り出します。

進行中の研究により、最も多くのものを見つけることが可能になりました 効果的な方法細菌の増殖を防ぎます。 これは、ポリマーの組成に特別な物質（殺菌剤）を追加することです。 最も単純な微生物に対する成分の毒性が高いため、細菌の発生は停止します。

負の自然要因の影響を中和することは可能ですか?

調査の結果、現代の市場に出回っているほとんどのプラスチック製品は、酸素およびその活性化合物と相互作用しないことが判明しました。

ただし、ポリマー破壊のメカニズムは、酸素と高温、湿度、または紫外線の複合作用によって引き起こされる可能性があります。

また、特別な研究を行うと、高分子材料と水との相互作用の特徴を研究することができました。 液体は、次の 3 つの方法でポリマーに影響を与えます。

1. 物理的;
2. 化学（加水分解）;
3. 光化学。

同時に高温にさらすと、ポリマー製品の破壊プロセスが加速する可能性があります。

プラスチックの腐食

広い意味で、この概念は物質の破壊を意味します。 悪影響外部要因。 したがって、「ポリマー腐食」という用語は、製品の部分的または完全な破壊につながる悪影響によって引き起こされる物質の組成または特性の変化として理解されるべきです。

新しい材料特性を得るためにポリマーを標的変換するプロセスは、この定義には該当しません。

たとえば、ポリ塩化ビニルが化学的に攻撃的な環境である塩素と接触して相互作用する場合など、腐食について話す必要があります。

ほとんどのオイルとシーラントは、同等の成功を収めて使用されています。 室内装飾、および外部のものと同様に。 確かに、これには、耐湿性、断熱性、紫外線に対する耐性など、特定の一連の特性が必要です。

私たちの気候条件は予測不可能で、常に変化しているため、これらすべての基準を確実に満たす必要があります。 午前中は晴れているかもしれませんが、午後にはすでに雲が広がり、大雨が降り始めます。

上記のすべてを念頭に置いて、専門家はUV耐性のあるオイルとシーラントを選択することをお勧めします.

フィルターが必要な理由

屋外での作業にシリコーンまたはポリウレタン シーラントを使用できるのに、なぜ UV フィルターを追加するのでしょうか。 ただし、これらすべてのツールには特定の違いがあり、絶対にすべての場合に使用できるわけではありません。 たとえば、シリコンとは言えないアクリルシーラントを使用した場合、継ぎ目を簡単に復元できます。

また、シリコーンシーラントは、アクリルとは言えない金属面への攻撃性が高いです。 もう1つ ホールマークマイナス記号付き シリコーンシーラント彼らの環境への優しさが現れます。 健康に有害な溶剤が含まれています。 そのため、一部のアクリル シーラントでは、UV フィルターを使用して用途の範囲を広げ始めています。

紫外線は、ほとんどの高分子材料の劣化の主な原因です。 すべてのシーラントが耐紫外線性を備えているわけではないため、シーラントやオイルの選択には細心の注意を払う必要があります。

紫外線に強い物質

シーラントおよびコーティング用の市場には、すでに多くの耐紫外線シーラントがあります。 これらには、シリコーンとポリウレタンが含まれます。

シリコーンシーラント

シリコーンシーラントの利点には、高い接着性、弾力性 (最大 400%)、硬化後の表面の着色の可能性、および UV 耐性が含まれます。 ただし、それらには十分な欠点もあります。環境にやさしくない、攻撃性がある 金属構造そして縫い目の修復の不可能性。

ポリウレタン

シリコンよりもさらに弾力性があります (最大 1000%)。 耐霜性：-10℃までの気温で表面に適用できます。 ポリウレタンシーラントは耐久性があり、もちろんUV耐性があります。

不利な点としては、すべての素材に接着性が高くないことが挙げられます (プラスチックとの相互作用が不十分です)。 使用済みの材料は処分するのが非常に難しく、費用がかかります。 ポリウレタン シーラントは、湿気の多い環境とはうまく相互作用しません。

UVフィルター付きアクリルシーラント

アクリルシーラントには、次のような多くの利点があります。 高密着すべての素材に、縫い目の復元と伸縮性 (最大 200%) の可能性。 しかし、これらすべての利点の中で、紫外線に対する耐性という 1 つのポイントが欠けています。

この UV フィルターのおかげで、アクリル シーラントは他のタイプのシーラントと競合できるようになり、場合によっては消費者が選択しやすくなります。

UVフィルター付きオイル

高い耐久性と無色の木材表面コーティング。 信頼できる保護紫外線から。 UVフィルターを備えたオイルは、屋外での作業にうまく使用され、外部の影響にもかかわらず、材料がすべての基本的な肯定的な特性を保持できるようにします.

このタイプのオイルを使用すると、次に計画されているオイルによる表面コーティングをわずかに遅らせることができます。 修復の間隔は 1.5 ～ 2 倍短縮されます。

主な特徴:

• 美的/視覚的特徴;
• 色;
• 輝く;
• 表面は滑らかで、テクスチャーがあり、ザラザラしています…;
• パフォーマンス;
• 成形性と一般的な機械的特性;
• 耐食性;
• 耐紫外線。

これらの特性はすべて、製造プロセス中または製造後にチェックされ、さ​​まざまなテストや測定によって検証できます。

製品仕様はこれらのテストに基づいています。

1. 機械的性質塗料

必要な特性:

形成方法:

• 曲げ;
• プロファイリング;
• ディープドロー。

有機コーティングを施したコンタクトツール:

• 耐摩耗性;
• 塗料の潤滑特性。

処理温度 最低 16°C

2. 機械的特性: 柔軟性

Tベンド

着色された材料の平らな部分が、圧延方向と平行に曲げられます。 この動作を繰り返して、剛性の低い曲げ半径を取得します。

コーティング システムの接着性と柔軟性は、曲げ変形モード (または引張モード) で決定されます。 室温（23℃±2℃）。

結果は、たとえば (0.5 WPO および 1.5T WC) で表されます。

衝撃試験

着色された材料の平らなサンプルは、重量 2 kg の 20 mm の半球状のパンチで衝撃によって変形されます。 落下の高さが衝撃エネルギーを決定します。 コーティングの接着性と柔軟性がテストされます。

塗装物の急激な変形や衝撃に対する耐久性を評価します（耐塗膜剥離性、耐クラック性）。

3.機械的性質：硬度

鉛筆硬度

異なる硬度 (6B - 6H) の鉛筆は、一定の負荷の下でコーティングの表面に沿って移動します。

表面の硬さは「鉛筆」で評価します。

クレメン硬度（スクラッチテスト）

直径 1 mm の圧子が表面に沿って一定の速度で移動します。 上から様々な荷重がかけられます（200g～6kg）。

スクラッチ中のコーティングの表面硬度、摩擦特性、および基材への接着​​など、さまざまな特性が決定されます。

結果は、塗装された製品の厚さによって異なります。

テーバー硬度（摩耗試験）

平行に配置された2つの研磨ホイールの下で、着色された材料の平らな部分が回転します。 摩耗は、テスト パネルの円運動と一定の負荷によって達成されます。

テーバー硬度は、粗い接触での耐摩耗性です。

金属タイルの応力を測定すると、一部の領域での変形が非常に大きくなる可能性があることがわかります。

縦方向のストレッチは40％に達することがあります。

横方向の収縮は 35% に達することがあります。

5. 機械的特性: 金属タイルの製造における変形の例。

マルシニャック テスト:

第 1 ステップ: Marcignac デバイスの変形。

気候室での第 2 段階の熟成 (トロピカル テスト)。

工業用屋根瓦に見られる最も深刻な変形を小規模で再現します。

塗装システムの性能をプロファイリングおよび評価した後、塗装の経年劣化をモデル化します。

6.耐食性。

塗装製品の耐食性は、次の要素に依存します。

環境 (温度、湿度、降水量、塩化物などの腐食性物質など);

有機コーティングの性質と厚さ。

金属ベースの性質と厚さ。

表面処理。

耐食性は次の方法で測定できます。

加速試験:

さまざまな「単純な」（人工的に作成された）積極的な条件で、さまざまな加速試験を実行できます。

自然の影響:

海洋性気候、熱帯、大陸、産業環境など、さまざまな環境が可能です。

7.耐食性：加速試験

塩試験

塗装された試験片は、連続的な塩水噴霧 (35°C で 50g/l の塩化ナトリウム溶液の連続噴霧) にさらされます。

テストの所要時間は、製品の仕様によって 150 ～ 1000 時間です。

エッジとリスクでアノードおよびカソード反応をブロックする腐食防止剤（リターダー）の能力。

湿った汚れの付着;

pH の上昇に対する感度による表面処理の品質。

8.耐食性：加速試験

耐結露性、QST試験

平らな塗装サンプルを結露状態にさらします (パネルの片面を 40°C の湿気のある雰囲気にさらし、もう片面を室温に保ちます)。

耐湿性、KTW試験

平らに塗装されたサンプルを、飽和水性雰囲気中で繰り返し暴露 (40°C > 25°C) にさらします。

試験後、試験サンプルの金属上の気泡の外観が決定されます。

プライマーと表面処理層のウェット接着;

外層コーティングのバリア効果とその気孔率。

内部コイル腐食試験

平らな着色サンプルを他のサンプルと一緒にパックに 2 kg の荷重をかけ、繰り返し暴露 (25°C、50%RH > 50°C または 70°C、95%RH) にかけます。

輸送中または保管中のコイル ターン間の腐食につながる極端な条件 (湿った汚れの付着、トップ コートのバリア効果、密閉パック状態での多孔性)。

北90度	5° 南

10. 耐食性: 開放暴露 (耐久性基準: EN 10169)

EN 10169 に従って、屋外用製品は最低 2 年間環境にさらされる必要があります。

RC5 に必要な特性: 2 mm および 2S2、主に天蓋の下 (サンプル 90°C) およびオーバーラップ エリア (サンプル 5°)。

11.耐紫外線性（退色）

塗装された材料の耐久性に対する 2 番目の主要な脅威は、腐食に続く UV 暴露です。

「UV退色」とは、経年による塗料の外観（主に色や光沢）の変化を指します。

紫外線にさらされると、塗料の品質が低下するだけでなく、他の環境の影響も受けます。

日光 - 紫外線、可視光線、赤外線の範囲。

湿度 - 表面の湿潤時間、相対湿度。

温度 - 亀裂耐性 - 最大値と毎日の加熱/冷却サイクル;

風、雨 - 砂による摩耗。

塩 - 工業地帯、沿岸地帯。

汚れ – 土壌への影響と汚染物質…

12. 紫外線退色

加速耐紫外線試験

テストはどのように行われますか？

規格: EN 10169;

フラット OS サンプルは UV 放射にさらされます。

紫外線照射;

結露の可能性がある期間;

2000 時間の暴露 (340 nm で 0.89V/m2 の放射線を使用した、60°C での 4H 凝縮 40°C/4H 照射のサイクル);

試験後、色と光沢の変化を測定します。

13.耐紫外線性

- EN 10169: 加速試験

- EN 10169: 環境暴露:

太陽放射のエネルギーが固定されている場所 (少なくとも 4500 MJ / m2 / 年) > グアドループ、フロリダ、サナリーなどで、2 年間サンプルに横方向の影響のみ。

UV 範囲の光線は、通常、波長に応じて 3 つのグループに分けられることは既に述べました (前の記事を参照)。
[*]長波放射 (UVA) - 320-400 nm。
[*] 中 (UVB) - 280-320 nm。
[*]短波放射 (UVC) - 100-280 nm。
熱可塑性樹脂に対する紫外線の影響を考慮する際の主な困難の 1 つは、その強度が多くの要因に依存することです。成層圏のオゾン含有量、雲、場所の高度、地平線上の太陽の高さ (両方とも日中)そして一年中）と反射。 これらすべての要因の組み合わせによって、この地球の地図に反映されている UV 放射強度のレベルが決まります。

濃い緑色のエリアでは、紫外線の強度が最も高くなります。 さらに、温度と湿度が上昇すると、熱可塑性樹脂に対する紫外線の影響がさらに大きくなることを考慮する必要があります (以前の記事を参照)。

[B]熱可塑性樹脂に対する紫外線の主な影響

すべての種類の UV 放射は、ポリマー材料の構造に光化学効果を引き起こす可能性があり、これは有益であると同時に、材料の劣化につながる可能性があります。 ただし、人間の皮膚に例えると、放射強度が高く、波長が短いほど、材料が劣化するリスクが高くなります。

[U]劣化
紫外線への暴露の主な目に見える影響 高分子材料- いわゆるの出現。 「白亜の斑点」、材料の表面の変色、および表面領域の脆弱性の増加。 この効果は、 プラスチック製品常設屋外：スタジアムの座席、 庭の家具、温室フィルム、 窓枠等

同時に、熱可塑性製品は多くの場合、地球上では見られないタイプと強度の紫外線への暴露に耐えなければなりません。 たとえば、FEP などの材料の使用を必要とする宇宙船の要素について話しています。

熱可塑性樹脂に対する紫外線の作用による上記の影響は、原則として、材料の表面に見られ、構造に 0.5 mm より深く浸透することはめったにありません。 ただし、負荷がかかった表面の材料の劣化は、製品全体の破壊につながる可能性があります。

[U]バフ
最近、特別に ポリマーコーティング、特にポリウレタン-アクリレートに基づいており、紫外線の影響下で「自己修復」します。 紫外線の殺菌特性は、例えば冷蔵庫などで広く使用されています。 水を飲んでいる PETの優れた透過特性によってさらに強化できます。 この資料としても使用 保護被膜 UV 殺虫ランプで、最大 96% の透過率を提供 光束厚さ0.25mm。 UV 放射は、プラスチック ベースに塗布されたインクを復元するためにも使用されます。

紫外線への暴露のプラスの効果は、蛍光増白剤 (FWA) の使用です。 多くのポリマーは、自然光の下では黄色がかった色合いになります。 ただし、FWA 材料の組成に紫外線を導入すると、材料によって吸収され、波長 400 ～ 500 nm の青色スペクトルの可視範囲の光線が放出されます。

[B] 熱可塑性樹脂に対する紫外線の影響

熱可塑性樹脂に吸収された UV 放射エネルギーは光子を励起し、それが次にフリーラジカルを形成します。 多くの熱可塑性樹脂は現物ですが、 純粋な形、UV放射を吸収しないため、受容体として機能する触媒の残留物やその他の汚染物質が組成に存在すると、材料の劣化につながる可能性があります。 さらに、分解プロセスを開始するには、わずかな割合の汚染物質が必要です。たとえば、ポリカーボネートの組成に10億分の1のナトリウムが含まれていると、色が不安定になります。 酸素が存在すると、フリーラジカルが酸素ヒドロペルオキシドを形成し、分子鎖の二重結合を破壊して材料を脆くします。 このプロセスは、しばしば光酸化と呼ばれます。 ただし、水素がなくても、材料の劣化は依然として発生します。 関連プロセス、特に宇宙船の要素に典型的です。

未変性の状態では耐紫外線性が低い熱可塑性プラスチックには、POM、PC、ABS、PA6/6 などがあります。

PET、PP、HDPE、PA12、PA11、PA6、PES、PPO、PBT は、PC/ABS の組み合わせと同様に、十分な耐紫外線性があると考えられています。

PTFE、PVDF、FEP、PEEK は耐紫外線性に優れています。

PI および PEI は優れた耐紫外線性を備えています。